8×8汽车起重机底盘动力传动系统选型计算

张 雷

（陕西汽车控股集团有限公司技术中心，陕西 西安 710200）

前言

动力传动系统匹配设计在整车方案阶段尤为重要，在满足客户整车性能要求的前提下，合理的匹配可以依托现有资源，实现平台化拓展、模块化生产，实现整车轻量化设计，降低生产成本，提高整车经济性和产品市场竞争力。本文以8×8汽车起重机底盘为例，探讨了全驱类车型动力传动系统匹配选型计算方法。为快速校核客户需求配置，制定整车方案提供理论参考。

1 整车性能参数要求

根据上装厂家特殊需求，提供的整车性能参数要求如下表1所示。

表1 75吨出口汽车吊整车性能参数要求

2 动力传动系统选型计算

2.1 发动机选型计算

发动机功率根据预期的最高车速初步选[1]。

发动机马力应大于438，选用潍柴WP12.460N发动机，国Ⅲ排放。额定功率 338kW/1900rpm，最大扭矩 2110N·m/1000-1400r/min。

2.2 变速箱选型

变速箱选型时额定输入扭矩应大于发动机最大扭矩[2]，选取法士特变速器12JSDX220TA-B，带同步器，带超速挡，最大输入扭矩 2200Nm，输入转速2600rpm，总长 983.4，1挡速比12.10，最高挡速比0.78。

2.3 分动器选型[3]

2.4 轮胎选型

根据整车承载要求选择12.00R20/18PR子午线轮胎，充气外直径 1125mm，静半径516mm，滚动半径1125*3.05/2/3.14=546mm，负荷能力单胎3750kg/双胎3450kg。

2.5 车桥选型计算

车桥选用汉德9T双前转向驱动桥后16T双级双桥，速比 5.92。前桥额定输出扭矩 32kNm，后桥额定输出扭矩50kNm。

2.5.1 按发动机正算校核输出扭矩

输出扭矩=发动机最大扭矩*变速器 1挡速比*分动器低档速比*分扭比*车桥速比*效率

前桥：2110Nm*12.10*1.536/3.214*5.92*0.82/2=29.6kNm＜32kNm；

后桥：2110Nm*12.10*1.536*2.214/3.214*5.92*0.82/2 =65.57kNm＞50kNm；

后桥扭矩比值65.57kNm/50kNm=1.31＜1.4。

2.5.2 按地面附着力反算校核输出扭矩

由图9可知，当pH值在2~4范围内时，Fenton试剂对HHCB和AHTN的降解效果较好，HHCB和AHTN的去除率均能达到90%左右。当 pH>4时，HHCB和AHTN的去除率均呈下降趋势。

输出扭矩=额定载荷*地面附着系数*轮胎滚动半径

前桥：9000*9.8*0.8*0.546=38.5kNm；

后桥：16000*9.8*0.8*0.546=68.5kNm；

前桥扭矩比值=38.5/32=1.2＜1.4；

后桥扭矩比值=68.5/50=1.37＜1.4。

一般地，按发动机和地面附着力计算的车桥输出扭矩均大于车桥额定扭矩值。对于全驱类车型车桥扭矩比值应小于1.4，普通载货车一般取1.5-1.6[4]。

2.5.3 按最大爬坡度校核输出扭矩

整车在爬最大坡度时，速度较小且基本匀速，不考虑空气阻力和加速阻力进行校核。

车桥扭矩=道路阻力*轮胎滚动半径=（Gf cosα+G sinα）r；

前桥扭矩=9000*9.8*0.02*cos(arctan0.5)+sin(arctan0.5)*0.546=22.4kNm；

考虑到上、下坡时轴荷转移，应预留安全系数 1.15。22.4kNm*1.15=25.76kNm＜32kNm；

同理，后桥39.8kNm*1.15=45.77kNm＜50kNm；

按最大爬坡度校核的扭矩比值应小于1。

3 整车动力性参数计算

3.1 最高车速计算

3.1.1 按传动比计算

最高车速=0.377*发动机额定转速*轮胎滚动半径/变速箱最高挡速比/分动器高档速比/车桥速比=0.377*1900*0.546/0.78/0.89/5.92=95km/h。

3.1.2 按功率平衡计算

根据2.1中公式可反算出最高车速92km/h。因此，最高车速满足整车性能要求。

3.2 最大爬坡度计算

3.2.1 按车桥扭矩

按 2.4.3反算前桥最大爬坡度为 61%，后桥最大爬坡度为56%。

3.2.2 按驱动力

最大驱动力=发动机最大扭矩*变速器 1挡速比*分动器抵挡速比*车桥速比*传动效率/轮胎滚动半径=2110Nm*12.10*1.536*5.92*0.78/0.546m=331.6kN。

按 2.4.3道路阻力公式反算，动力系统决定的爬坡度为90%。三者取最小值为56%，因此，最大爬坡度满足整车要求。

4 结论

通过简单地对8×8汽车起重机底盘动力传动系统匹配选型计算，确定整车方案配置及性能参数，快速响应客户特殊需求，合理地进行整车匹配。方案后期还需结合详细设计利用CRUISE等软件并结合整车燃油经济性要求精准匹配整车动力传动系统。